CN108672485B - 一种修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法 - Google Patents

一种修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，将生物炭原料经水洗去除表面粘附物质后自然风干；将风干后的生物质破碎后，在热解炉中进行热解；将热解后的生物炭，用带孔径的塑性网织布包裹成型，制成生物炭活性填料，填埋在待修复的土壤中；将过碳酸盐溶于水中，配制成过碳酸盐淋滤液，定期对待修复的土壤进行淋洗，经生物炭与过碳酸盐联合处理后，最终达到去除土壤中重金属和有机污染物的目的。本发明成本低，原料易获得，作用时间长，适用的pH范围广，除了修复土壤重金属和有机污染物，还可以改善土壤肥力，适用于受污染农用土壤的修复。

Description

一种修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法
技术领域
本发明涉及一种去除土壤中重金属和有机污染物的方法，具体涉及一种过碳酸盐-生物炭联用修复土壤中重金属和有机物的方法，属于水处理技术领域。
背景技术
随着矿产资源的大量开发利用，工业生产的迅猛发展，各类重金属污染物通过不同途径进入环境，造成土壤，尤其是农田土壤污染，不断加剧。为了达到国家土壤环境质量标准（二级标准：Cd≤0.3mg/kg; Pb≤300mg/kg; Ni≤50mg/kg），迫切需要对土壤进行达标处理。
现有的处理技术主要有植物修复，物理工程修复和化学修复等技术。通过在被Cd污染的土壤上施用碱性物质如石灰，可使土壤中重金属Cd有效态含量降低15%左右。据统计，已发现的超累计植物有700多种，但绝大多数属于镍超累计植物，其他重金属（如Cd、Pb、Cu）的超累计植物较少。热处理技术多用于Hg的修复，此方法可使砂性土、黏土、壤土中Hg含量分别从15000、900、225 mg/kg降至107、112和115μg/kg。但这些方法存在处理深度不够，周期长，成本高等问题。
过碳酸盐俗称“固体形态的过氧化氢”，无毒、无害，易溶于水，且随温度的增高，其溶解度也会增加。过碳酸盐不稳定，易分解为水、氧和一水碳酸钠。有研究表明，一定条件下，农药的降解速率随过碳酸盐浓度的增加而增大。有研究采用过碳酸盐氧化地下水中的三氯乙烯(TCE)，降解速率达到50%-60%。过碳酸盐作为一种新型氧化剂，在处理环境污染方面具有很好的效果，相对于H2O2，不仅有更好的氧化效果，且稳定性好，无污染。
生物炭是在缺氧条件下，相对较低温度(≤800℃)条件下热解炭化产生的一种含碳量丰富的物质，如以木炭、竹炭、秸秆炭、稻壳炭等植物组织的生物炭。生物炭的含碳量高，性质稳定，比表面积大，这利于土壤微生物的生长，吸附性能强，能有效吸附土壤中Cu2+、Pb2+、Cd2+和有机、无机污染物。同时，生物炭还可以改变土壤微生物的群落结构和丰度，对植物的生长起到间接的促进作用。
发明内容
本发明所解决的技术问题是：提供一种适合农用土壤修复的方法，可同时修复受重金属及有机物的污染。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）：将生物炭原料经水洗去除表面粘附物质后自然风干；
步骤2）：将风干后的生物质破碎后，在热解炉中进行热解；
步骤3）：将热解后的生物炭，用带孔径的塑性网织布包裹成型，制成生物炭活性填料，填埋在待修复的土壤中；
步骤4）：将过碳酸盐溶于水中，配制成过碳酸盐淋滤液，定期对待修复的土壤进行淋洗，经生物炭与过碳酸盐联合处理后，最终达到去除土壤中重金属和有机污染物的目的。
优选地，所述步骤1）中的生物炭原料为木炭、竹炭、秸秆炭和稻壳炭中的任意一种或几种。
优选地，所述步骤2）中热解的温度为250~750℃，热解时间为2~6h。
优选地，所述步骤4）中的过碳酸盐为过碳酸钠、过碳酸钾和过碳酸钙中的任意一种或几种。
优选地，所述步骤4）中碳酸盐淋滤液的浓度为10~30 g/L。
优选地，过步骤4）中的重金属为镉、铅、镍和铜中的任意一种或几种。
优选地，所述步骤4）中经过碳酸盐淋滤液喷淋的生物炭的pH值为4～8；生物炭与过碳酸盐的质量比为2:1~9:1。
优选地，所述步骤4）的处理时间为15～50天。
本发明以过碳酸盐及生物炭联用剂为土壤修复剂，对农用土壤中重金属及有机污染物进行修复，可获得良好的重金属固定及有机污染物去除效果。
与现有技术相比，本发明包含以下有益效果：
1、本发明所用生物炭原料易获得，具有低污染、可再生的特点。所制备生物炭应用到土壤，可有效降低土壤中重金属和有机物的含量，同时可以给土壤增加有机营养，提高土壤肥力，做到资源化利用。
2、本发明所用过碳酸盐是一种具有氧化性能的物质，在施加到土壤后，土壤中的含铁物质可以有效的活化过碳酸盐，提高氧化作用的时效性和去除污染物的效率。
3、本发明中所采用过碳酸盐—生物炭联用技术，相对于单一的修复技术，其作用效果更快，适用的范围更广。二者的协同作用主要体现在：土壤中含铁物质可以有效活化过碳酸盐，增强对重金属和污染物的氧化作用。同时，过碳酸盐的氧化作用结合生物炭的吸附作用，可以实现对有机污染物的全面去除。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
实施例1
一种过碳酸盐–生物炭联用修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法：
（1）选用木材作为生物炭原料，经水洗去除表面粘附物质后自然风干。对风干后的物质采用破碎机进行破碎处理，取一定量放置于坩埚内，隔绝空气，将其放置于热解炉中在250℃高温下热解2h制备生物炭；
（2）将热解后的生物炭，取40g用带孔的网织布包裹成型，制成2g/包的生物炭活性填料，将20包填料置于1m3待修复土壤中；
（3）每天将2g过碳酸钠粉末溶于100mL超纯水中，制成20g/L的新鲜过碳酸盐淋滤液，将林滤液以喷淋的方式加入土壤样品中；
（4）过碳酸钠淋滤液连续喷淋15天后测得混合样品中镉、铅、镍、铜四种重金属的去除率均达25%以上，农药阿特拉津的去除率达35%以上。
实施例2
一种过碳酸盐–生物炭联用修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法：
（1）选用竹子作为生物炭原料，经水洗去除表面粘附物质后自然风干。对风干后的物质采用破碎机进行破碎处理，取一定量放置于坩埚内，隔绝空气，将其放置于热解炉中在450℃高温下热解4h制备生物炭。
（2）将热解后的生物炭，取160g用带孔的网织布包裹成型，制成4g/包的生物炭活性填料，将40包填料置于1m3待修复土壤中。
（3）每天将1g过碳酸钠粉末溶于50mL超纯水中，制成20g/L的新鲜过碳酸盐淋滤液，将林滤液以喷淋的方式加入土壤样品中；
（4）过碳酸钠淋滤液连续喷淋20天后测得混合样品中镉、铅、镍、铜四种重金属的去除率均达45%以上，农药阿特拉津的去除率达55%以上。
实施例3
一种过碳酸盐–生物炭联用修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法：
（1）选用秸秆作为生物炭原料，经水洗去除表面粘附物质后自然风干。对风干后的物质采用破碎机进行破碎处理，取一定量放置于坩埚内，隔绝空气，将其放置于热解炉中在550℃高温下热解4h制备生物炭；
（2）将热解后的生物炭，取120g用带孔的网织布包裹成型，制成4g/包的生物炭活性填料，将30包填料置于1m3待修复土壤中；
（3）每天将3g过碳酸钾粉末溶于100mL超纯水中，制成30g/L的新鲜过碳酸盐淋滤液，将林滤液以喷淋的方式加入土壤样品中；
（4）过碳酸钾淋滤液连续喷淋30天后测得混合样品中镉、铅、镍、铜四种重金属的去除率均达65%以上，农药阿特拉津的去除率达75%以上。
实施例4
一种过碳酸盐–生物炭联用修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法：
（1）选用稻壳作为生物炭原料，经水洗去除表面粘附物质后自然风干。对风干后的物质采用破碎机进行破碎处理，取一定量放置于坩埚内，隔绝空气，将其放置于热解炉中在650℃高温下热解3h制备生物炭；
（2）将热解后的生物炭，取180g用带孔的网织布包裹成型，制成5g/包的生物炭活性填料，将36包填料置于1m3待修复土壤中；
（3）每天将2g过碳酸钙粉末溶于100mL超纯水中，制成20g/L的新鲜过碳酸盐淋滤液，将林滤液以喷淋的方式加入土壤样品中；
（4）过碳酸钙淋滤液连续喷淋40天后测得混合样品中镉、铅、镍、铜四种重金属的去除率均达75%以上，农药阿特拉津的去除率达80%以上。

Claims (4)

1.一种修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）：将生物炭原料经水洗去除表面粘附物质后自然风干；
步骤2）：将风干后的生物质破碎后，在热解炉中进行热解；
步骤3）：将热解后的生物炭，用带孔径的塑性网织布包裹成型，制成生物炭活性填料，填埋在待修复的土壤中；所述热解的温度为250~750℃，热解时间为2~6h；
步骤4）：将过碳酸盐溶于水中，配制成过碳酸盐淋滤液，定期对待修复的土壤进行淋洗，经生物炭与过碳酸盐联合处理后，最终达到去除土壤中重金属和有机污染物的目的；所述过碳酸盐淋滤液的浓度为10~30g/L；所述重金属为镉、铅、镍和铜中的任意一种或几种；经过碳酸盐淋滤液喷淋的生物炭的pH值为4～8；生物炭与过碳酸盐的质量比为2:1~9:1。
2.如权利要求1所述的修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，所述步骤1）中的生物炭原料为木炭、竹炭和秸秆炭中的任意一种或几种。
3.如权利要求1所述修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，所述步骤4）中的过碳酸盐为过碳酸钠、过碳酸钾和过碳酸钙中的任意一种或几种。
4.如权利要求1所述修复农用土壤中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，所述步骤4）的处理时间为15～50天。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105127187B (zh) * 2015-09-30 2018-06-15 福建沃土环保有限公司 一种动植物-生物炭协同修复石油-重金属污染土壤的方法
CN105457996B (zh) * 2015-12-18 2018-04-06 广东工业大学 一种微波协同过碳酸钠修复有机污染场地土壤的方法
CN105945049A (zh) * 2016-06-08 2016-09-21 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 有机物-重金属复合污染土壤的修复方法及修复装置
CN106623380B (zh) * 2016-11-10 2020-04-21 广东省生态环境技术研究所 一种有机污染物-重金属复合污染土壤的修复方法
CN106833657A (zh) * 2016-11-29 2017-06-13 中冶华天工程技术有限公司 复合污染土壤修复剂及施用方法
CN106475405A (zh) * 2016-11-30 2017-03-08 中冶华天南京工程技术有限公司 利用生物炭和螯合剂强化植物修复重金属污染土壤的方法
CN107900094A (zh) * 2017-11-16 2018-04-13 湖南大学 一种用化学淋洗和钝化技术联合修复重金属污染土壤的方法

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